[实用新型]温度场、速度场、固体场耦合的实验系统

说明书

本实用新型提供一种温度场、速度场、固体场耦合的实验系统，用于解决现有技术中温度场、速度场、固体场的“热‑流‑固”强耦合问题，包括：透明实验段，换热系统和水泵，所述透明实验段、所述换热系统和所述水泵通过管道连接形成循环系统，所述透明实验段包括透明流体腔、加热系统和扰流组件，所述透明流体腔内部用于供流体流通，所述加热系统用于对所述透明流体腔内的流体进行加热，所述扰流组件包括刚性件和柔性件，所述柔性件连接在所述刚性件上，所述扰流组件用于增强所述透明流体腔的热对流来实现增强换热，所述换热系统用于对所述透明流体腔的液体进行换热冷却。

技术领域

本实用新型涉及热流固耦合领域，特别是涉及一种温度场、速度场、固体场耦合的实验系统。

背景技术

目前尚未有可实现同时测量温度场、速度场、固体场的耦合系统，特别是温度场、速度场、固体场的“热-流-固”强耦合系统。现有对“热-流-固”强耦合系统测量的相关技术和存在缺点：通过PIV(Partical Image Velocimetry：粒子图像处理技术)仅能获得流场的速度矢量图但无法实时识别柔性体变形来得到固体场，温度场测量中接触式测量会改变流场导致温度场随之变化，且传统的非接触测温大多为表面温度，无法得到流动实时的截面温度分布，且难以实现非接触式测量下温度和速度场的同时获得。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种温度场、速度场、固体场耦合的实验系统，用于解决现有技术中强流下固体场、速度场、温度场耦合的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种温度场、速度场、固体场耦合的实验系统，包括透明实验段，换热系统和水泵，所述透明实验段、所述换热系统和所述水泵通过管道连接形成循环系统，所述透明实验段包括透明流体腔、加热系统和扰流组件，所述透明流体腔内部用于供流体流通，所述加热系统用于对所述透明流体腔内的流体进行加热，所述扰流组件包括刚性件和柔性件，所述柔性件连接在所述刚性件上，所述扰流组件用于增强所述透明流体腔的热对流来实现增强换热，所述换热系统用于对所述透明流体腔的液体进行换热冷却。

可选地，所述透明流体腔由亚克力材料或者透明玻璃材料构成。

可选地，所述加热系统包括导热件、发热件和直流稳压电源，所述发热件和所述直流稳压源电连接形成通电回路，所述导热件用于将所述发热件的热量传递给所述透明流体腔内的流体。

可选地，所述导热件上为刻有均匀沟槽的铜板，所述发热件置于所述铜板沟槽内。

可选地，还包括测温元件，所述测温元件用于所述透明流体腔内的流体内部温度及所述导热件与流体接触表面的温度。

可选地，所述扰流组件在所述透明流体腔内可更换。

可选地，所述柔性件和所述刚性件可拆卸连接。

可选地，所述换热系统包括换热器和制冷装置，所述换热器与所述换热板通过导管相连。

可选地，还包括流量计和阀门，所述流量计在所述透明实验段进口处，所述阀门用于控制所述透明流体腔内流量。

可选地，所述流量计为非接触式流量计，所述非接触式流量计用于测量所述透明流体腔内流量。

如上所述，本实用新型的实现温度场、速度场、固体场耦合的实验系统，至少具有以下有益效果：

1.在所述透明实验段内流体通过所述水泵达到预定压力，经过所述流量计测得流量，并由所述换热系统达到预定流体温度，通过所述加热系统吸收热量，由于所述扰流系统的对流增强作用，使得所述流体在透明实验腔内形成“热-流-固”强耦合，在所述换热系统释放热量形成循环系统；

2.所述透明流体腔由亚克力或者透明玻璃材料构成，使得“热-流-固”耦合作用下的温度场、速度场、固体场能同时被测量；